Введение к работе
Актуальность проблемы. На современном этапе развития агро-громышленного комплекса среди мер, обеспечивающих повышение уро-сайности сельскохозяйственных культур, продуктивности животновод-!тва и плодородия почвы, важное место отводится интенсивным мето-іам ведения хозяйства, в первую очередь, путем рационального при-іенения минеральных удобрений на основе совершенствования спосо-іов внесения их в почву и использования экологически безопасных шшинных технологии и комплексов высокопроизводительных и ресур-осберегавжих технических средств.
Перспективным в этом отношении является способ внутрипочвен-гого локально-ленточного внесения удобрений концентрированными эчагами различной дозы и формы на заданную глубину. Этот прием обеспечивает по сравнению с поверхностным внесением увеличение іфожайности зерновых в среднем на 0,2...0,5 т/га, картофеля, корнеплодов, овощей и силосной массы на 2...4 т/га, луговых трав до 30%\ при этом возрастает на 10...15 коэффициент использования удобрений, повышается содержание белка и клейковины в зерне, увеличивается сахаристость корнеплодов сахарной свеклы, снижается в [,5...2,0 раза количество сорняков, биоэнергетический коэффициент при локальном внесении удобрений возрастает на 6...28.
Однако реализация в производстве данного прогрессивного приема до недавнего времени сдерживалась из-за отсутствия необходимых зредств механизации, особенно для внесения основной дозы минераль-яых удобрений, что обусловлено сложностью и недостаточной изученностью механики этого процесса. Поэтому разработка экологически безопасных машинных технологий, перспективных рабочих органов и нового поколения машин для внутрипочвенного локального внесения удобрений - важная народнохозяйственная проблема.
Исследования выполнены в соответствии с планами НИОКР ВИМ на 1968...1990 гг., а также согласно заданиям 04.08.01, 04.08.02 общесоюзной комплексной научно-технической программы 0.51.01 (1981... 1985 гг.) и заданию 05.03.Т программы 0.51.12 (1986...1990 гг.) ГКНТ СССР.
Цель работы - разработать и внедрить экологически безопасные и ресурсосберегающие технологии внутрипочвенного допосевного и припосевного внесения основной дозы минеральных удобрений и комплекс машин нового поколения для их выполнения в условиях интенсивного земледелия.
Объект исследования - механико-технологические аспекты процесса внутрипочвенного внесения минеральных удобрений, основные и вспомогательные операции машинной технологии локального внесения твердых и' жидких удобрений, комплекс технических средств для их осуществления, физико-механические свойства удобрений, ту-ковысевашие и тукозаделывающие рабочие органы, макетные, опытные и 'производственные образцы машин для внутрипочвенного внесения твердых и жидких минеральных удобрений.
Методика исследовании - разработка элементов технологического процесса, функциональных схем машин, обоснование параметров новых рабочих органов, их качественная оценка проводили на основании теоретических и экспериментальных исследований, используя лабораторно-полевые установки, макетные образцы, а также при ведомственных и государственных испытаниях комплекса машин.
Физико-механические свойства удобрений и процесс пневмотран-спортируемости их по тукопроводам изучали в лабораторных и лабора-торно-полевых условиях с использованием известных приборов и стенда. Процесс бороэдообразования, характер деформации почвы, степені ее повреждения и размеиение удобрений по глубине внесения исследовали по специально разработанным методикам и оборудованию в почвенном канале и при испытании опытных образцов машин, применяя в отдельных случаях модели удобрений.
Результаты экспериментальных исследований обрабатывали, используя методы математической статистики и микрокалькулятор МК-7І.
Научную новизну исследования составляют:
механико-технологические решения процесса внутрипочвенного локального внесения удобрений и технические средства для их реализации, базирующиеся на обосновании:
рациональных параметров элементов технологического процесса допосевного и припосевного внесения удобрений и средств механизации для его.выполнения, выбора туковысевающих и заделывающих рабочих органов и их компоновочных схем размещения в агрегате и на раме машины;
совмещения операций почвообработки (первой глубокой культивации, рыхлении) с внесением основной дозы (500...1000 кг/га) минеральных удобрений;
аналитические зависимости тягового сопротивления машины и тукозаделывавдих рабочих органов от конструктивных и технологических параметров с учетом внутрипочвенного статического нормаль-
toro и динамического давления почвы на тукозаделываший рабочий ірган;
математические зависимости энергетических затрат, производи-ельности дозирувде-распределительных рабочих органов и расхода юздуха туковысевавдих систем, учитывайте предварительный разгон іастиц удобрений перед вводом их в пневмотранспортнуга сеть, коэф-іициент потребного расхода воздуха и конструктивные особенности іазгоншх устройств;
закономерности изменения коэффициентов кинематической транс-юрмации тошны лезвия, угла заточки и площади разрезаемой вибро-южом почвы в зависимости от параметров вибрации ножа, коэффициента трения почвы о рабочую поверхность тукозаделывакшего рабоче'-о органа и его режима работы;
классификация способов внесения удобрений, в основу которой :оложены признаки размещения туков относительно поверхности поч-ы, семян растений, доз внесения удобрений и совмелаемые операции .опосевной подготовки почвы, внесения туков, посева или посадки ельскохозяйственных культур.
Новизна конструктивно-технологических схем и технических ревний подтверждена 15 авторскими свидетельствами на изобретения.
Практическая ценность работы состоит в том, что результаты еоретических и экспериментальных исследований позволили решить роблему разработки и внедрения машинной технологии допосевного припосевного локального внесения минеральных удобрений, обос-овать систему машин для ее выполнения. Механико-технологические ешения обеспечили:
для допосевного внесения удобрений - сохранность уплотнен-ого ложа, упорядоченность размещения удобрений относительно оп-имальной глубины укладки семян и ёыравненность пестроты посева, также сокращение количества проходов машин по полю, повышение роизводительности комбинированных агрегатов в 1,5...2,5 раза;
для припосевного внесения - укладку семян на уплотненное ло-е, а удобрения - ориентировано в горизонтальной и вертикальной лоскостях относительно расположения семян, что позволяет повы-ить окупаемость удобрений в 1,15...1,20 раза по сравнению с до-осевным внесением.
Разработанные методы расчета и параметры рабочих органов и ашин обеспечивают снижение их энергоемкости, качественные пока-їтєли по равномерности высева и заделки удобрений.
Реализация научно-технических результатов;
технология локально-ленточного внесения минеральных удобрений, одобренная НТС Госагропрома СССР и изданная в 1989 г. массовым тиражом;
рекомендации по локальному внесению минеральных удобрении в различных почвенно-климатических зонах СССР при интенсивных технологиях возделывания сельскохозяйственных культур, одобренные бюро отделения земледелия и химизации сельского хозяйства ВАСХНИЛ и НТС Госагропрома СССР и изданные в 1988 г.массовым тиражом;
технологические параметры машин реализованы в исходных требованиях на комплекс машин для внутрипочвенного внесения минеральных удобрений. Часть из них рекомендована в производство и выпускается (АБА-0.5М; АБА-1,0; АВМ-8), другая - рекомендована в производство (СЗК-3,3; АВВ-5, АВЖ-5, УГК-4,2) или прошли государственные испытания (АВВ-І2; АВВ-8; МВЛ-3,5);
агротехнические (исходные) требования 16 наименований на комплекс машин для внутрипочвенного внесения твердых и жидких минеральных удобрений, утвержденные МСХ СССР, Госкомсельхозтехникой СССР, а также Госагропромом СССР;
нормативы затрат на доставку, подготовку и внесение в почву удобрений и мелиорантов, утвержденные Госпланом СССР и МСХ СССР (1984 г.);
усредненные нормативы затрат на доставку, хранение, подготовку и внесение в почву удобрений и мелиорантов, утвержденные Госагропромом СССР, ВПНО "Союзсельхозхимия", ВАСХНИЛ (1988 г.);
материалы исследований явились основанием включения в Систему машин для комплексной механизации сельскохозяйственного производства, часть I, "Растениеводство" на І98І...І99І гг. и на 1986...1995 гг. новых машин (разделы Р23, 27, шифры позиций Р23.І7 Р27.28; Р27.29; Р27.30; Р27.68.5; Р27.68.6; Р27.68.9).
Апробация работы. Работа обсуждена на Ученом совете ВИМа, отдельные материалы диссертации заслушивались на Всесоюзном совещании по земледельческой механике (1976 г.), Всесоюзных научно-технических конференциях (1982, 1985 гг.), Всесоюзном совещании географической сети опытов с удобрениями (1985г.), Всесоюзных координационных совещаниях по локальному внесению удобрений (1981 г. 1983, 1986, 1988, 1990 гг.).
Разработка технологии и макетных образцов машин для внутри-почвенного внесения удобрений осуществлялась совместно с ВИУА,
НПО ВИСХОМ, НИКГИМсельхозмаш, ПКИ почвопосевмаш.
Экспериментальные исследования выполнены в. ВИМё, опытном хозяйстве ВИЇЛ "Каменка", на Центральной опытной станции ВИУА, на опытном поле института кормов им. В.Р. Вильямса, совхоза "Динамо", Клинского района, Московской области, ПКИ почвопосевмаш, НИКТШ-сельхозмап, Центральной машиноиспытательной станции.
Публикация. Основное содержание диссертации опубликовано в 65 работах, в том числе в одной книге под редакцией автора, двух рекомендациях, плакате, а также в разделе депонированной монографии. Получено 15 авторских свидетельств. Общий объем опубликованг-ных работ свыше 17 п.л.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, общих выводов и результатов, списка литературы и приложений, включая дополнительный том. Общий объем 502 страницы, в том числе 42 стр. приложений. Диссертация содержит 75 рисунков, 36 таблиц, список использованной литературы в количестве 221 наименования, из которых 12 на иностранных языках.
